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项目驱动教学模式在《数据结构》中的探索

　　项目驱动教学模式在《数据结构》中的探索
　　袁春蕾a，欧阳志友b，王堃b
　　（南京邮电大学a.先进技术研究院；b.物联网学院，江苏南京210023）
　　摘要：《数据结构》是计算机专业非常重要的一门专业基础课，也是一门实践性要求非常强、难度比较大的课程。本文针对《数据结构》在教学过程中出现的问题，提出了一种项目驱动的教学模式，结合《数据结构》课程的特点进行了探讨，以帮助学生提高编程能力，切实提高学生的创新能力和学习积极性。
　　关键词：项目驱动；教学；数据结构
　　基金项目：江苏省研究生教育教学改革研究与实践课题（JGLX13_034）；南京邮电大学教学改革研究重点项目（JG01613JX10）；南京邮电大学实验室工作研究课题重点项目（20XXXSG03）
　　作者简介：袁春蕾（1981-），女，山东青岛人，助理研究员，主要研究方向为教学研究、计算机网络。
　　一、引言
　　《数据结构》是计算机等专业的一门非常重要的专业基础课程，在整个专业的知识体系中占有重要地位，同时也是设计和实现编译程序、操作系统以及其他系统程序和大型应用程序的重要基础，是计算机程序设计的重要理论和实践基础。该课程不仅具有一定的理论性，也具有很强的实践性，因此需要任课教师精心设计、合理规划该课程的整体安排，进而培养学生的程序设计能力、计算思维能力等。
　　二、《数据结构》教学现状分析
　　《数据结构》是一门理论与实践并重的课程，大部分高校所采用的教学方式依然延续传统的教学模式，以任课教师讲授为主、学生听课为辅，以课堂教学为主、实验为辅，教学过程颇为枯燥，内容较为抽象，导致了教师在授课过程中的教学效果不理想，部分学生学习的兴趣和主动性不高，在运用已有知识解决实际问题的能力方面比较匮乏，自主探索知识的能力不够。
　　（一）先导课程掌握不扎实
　　目前大部分高校将《C语言程序设计》作为《数据结构》的先导课程，即在《数据结构》学习中采用C语言描述。《C语言程序设计》的掌握和熟练程度，直接影响到《数据结构》课程的学习效果。若在学习《C语言程序设计》课程过程中，学生对结构体、指针等相关知识的理解程度不够，特别是个别学生仅仅停留在对其基本概念认识的程度上，将会导致在《数据结构》学习中无法深刻理解算法的数据结构及算法流程。
　　（二）讲授方式有待改善
　　《数据结构》课程的抽象程度相对比较高，理论知识比较多。学生仅仅通过任课教师在课堂上的知识讲授，难以掌握和利用理论知识解决实际问题。此外，传统授课方式过于注重任课教师的角色，在课堂上以任课教师为主角，讲述教材内容，而由于《数据结构》相关概念比较抽象，讲授的内容局限于抽象层次，缺乏典型的项目作支撑，学生难以理解，对《数据结构》课程的授课效果和学生的掌握情况都将产生一定的影响。
　　（三）重理论、轻实验
　　在一些传统的《数据结构》实验教学体系中，实验课程只是被用于理论教学的补充和原理验证，并未得到足够的重视。部分教师本身就缺乏项目的实际锻炼，缺乏工程实践经验，难以真正做到联系实际的工程问题展开实验教学。加上实验教学过程中需要用到一系列不同复杂程度的仪器设备，对教师的技能要求也更高，从而导致了一些教师在编写课程大纲或建设实验教学体系时，有意无意地缩减一些难度较大的实验环节，使得学生在学习《数据结构》课程的过程中并未得到足够的锻炼。
　　（四）重验证、轻设计
　　综合性实验和设计性实验相比验证性实验来说，涉及的知识面广，可能涉及的仪器设备更加复杂，较大地增加了实验教学和指导过程的难度，因此一些传统的实验教学体系受师资力量、仪器设备等的限制，大都侧重验证性实验的教学，缺乏足够的综合性实验和设计性实验，而综合性实验和设计性实验是培养学生创新能力的重要环节。
　　三、项目驱动教学模式
　　项目驱动教学模式是以授课对象———学生为主体，任课教师作为指导者的协作式学习模式，是根据学生自身情况建构知识的学习过程。项目驱动教学模式能够遵循学生职业技术能力培养的基本规律，以职业能力培养为重点，根据行业企业发展需要和实际工作任务的要求，实现学生职业能力的自我构建和职业素养的全面提高。
　　在项目驱动的实验教学过程中，以项目为中心，以学生为主体，打破理论与实践二元分离的局面：任课教师将整个的学习过程分解为一个个具体的项目，设计出一个个项目教学方案，把日常的教学内容渗入到每个项目中，使得知识点能合理地分配和贯穿到项目的各个环节。学生在循序渐进的学习过程中，层层推进项目，通过项目验证和检验学生的掌握程度，更好地促进学生的学习。学生因此也会产生强烈的求知欲望，带着问题学习理论知识，并将理论知识灵活运用到项目中去，这在一定程度上提高了学生学习的主动性，激发了学生的学习兴趣。
　　四、项目驱动教学模式的探索
　　借鉴软件工程中生命周期的思想，将项目驱动的教学模式运用到《数据结构》中，在此过程中，以项目的开发过程为主线，让学生在项目开发过程中学习和掌握《数据结构》课程的相关内容。因此，需要任课教师针对《数据结构》的教学内容精心设置项目，以学生生活中经常接触的案例作为项目，并分为若干个子项目，每一个子项目涵盖具体的教学内容，使得学生在完成项目的过程中掌握理论知识，并能真正运用到实践中，从而充分调动学生的学习兴趣和求职欲望，增强学生的动手能力及创新能力。
　　（一）在理论教学方面
　　任课教师在理论知识的讲授过程中，以项目任务为驱动，将《数据结构》中的线性表、栈、队列、串、数组、树、二叉树、图以及查找与排序等知识点和一些方法、技能有机结合，使得学生在解决问题的过程中开展学习，对《数据结构》中的基本概念有了一个直观的认识。另外，任课教师可以根据项目所需的知识，将讲授过程转换成提出问题、分析问题、解决问题的过程，进而激发学生的学习兴趣，加深对《数据结构》理论知识的理解，并为实验教学做好准备。
　　（二）在实验教学方面
　　在实验教学中，将理论知识融入到项目中，引导学生利用所学的知识来解决项目中的问题。
　　1.项目准备阶段。项目的准备阶段是整个实验教学活动的关键，其设置的合理程度直接影响后续的教学效果。任课教师将围绕《数据结构》的教学内容，以培养学生的各项能力为出发点，拟定切实可行的项目方案。在此过程中，需充分考虑授课对象对先导课程的掌握程度、学生对项目的感兴趣程度、项目的整体难易程度等。项目的难易程度至关重要：难度过高，不仅无法达到预期的实验教学效果，学生深入学习的积极性也会受到打击；难度过低，则很难达到实验教学的要求。这就需要任课教师加强对学生的了解，并根据学生的情况来调整所设置的实验项目的难易程度。这无疑对项目的组织者、指导者、促进者———任课教师，提出了更高的要求。
　　2.项目实施阶段。项目实施阶段是整个实验教学活动的中心环节。学生作为主体，在任课教师的指导下，对项目的实现展开讨论，通过任课教师的指导，确定实现项目的思路，并开展相关的实施工作。
　　任课教师根据项目的难易程度和学生的掌握程度将学生进行分组，并通过阐述项目的意义和难点，激发学生独立完成项目的信心。对于个别学生存在的难点问题，任课教师给予适当的指导和帮助，对于学生普遍存在的共性问题，任课教师可统一讲解，以便及时掌握学生对于知识的掌握程度和存在的问题，并及时调控项目实施的进度。
　　3.项目考核阶段。尽管项目的考核结果在项目结束时给出，但此项工作贯穿于整个项目开发过程。总成绩由项目实施过程和答辩两部分构成，两者所占分值的比重由项目自身特点决定。项目实施过程的成绩包括出勤率、分析问题的能力、解决问题的能力、自学能力、动手能力、创新能力、团队协作能力；答辩的成绩包括学生对各自负责项目的陈述、对项目中所涉及到的知识点的汇报、项目运行情况和调试情况的讲解等，这在一定程度上锻炼了学生的表达和交流能力。
　　五、结语
　　将项目驱动教学模式运用到《数据结构》教学中，克服了该课程传统教学的诸多弊端，避免了学生只学习理论知识的现状。学生对该课程的学习兴趣明显提高，学习目标明确，将以往的被动学习转变为主动学习，提高了学生自我学习的能力，激发了他们的学习兴趣，在一定程度上，真正做到了理论知识与实践性环节的高度融合。
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